[發明專利]吸收法與分餾法集成的碳二/碳三輕烴分離方法及系統

無效

• 申請號: 201210110487.X
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102643153A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 羅自堅;徐文浩
• 申請（專利權）人: 中國寰球工程公司
• 主分類號: C07C7/11
• 分類號: C07C7/11;C07C7/04;C07C11/04;C07C11/06;C07C9/04
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本發明涉及一種碳二/碳三輕烴分離方法及系統，特別是涉及一種吸收法與分餾法集成的碳二/碳三輕烴分離方法及系統，用于前脫乙烷分離流程的C2^-/C3⁺分離。

背景技術

輕烴分離，指的是乙烯裝置等相關生產裝置對其回收的氫氣及碳一至碳五烴類混合物(縮寫：H₂-C1-C5)進行的分離。

碳二餾分縮寫為C2，碳二及更輕餾分縮寫為C2^-，碳三餾分縮寫為C3，碳三及更重餾分縮寫為C3⁺。

現有的輕烴分離技術多采用單一的分餾法。分餾法在輕烴分離的許多環節是唯一選擇，但在有些環節中卻有能耗較高的缺點，前脫乙烷流程中的C2^-/C3⁺分離環節若采用單一分餾法就存在這樣的缺點。

現有技術采用單一分餾法在前脫乙烷流程中實現C2^-/C3⁺分離，做法是將進料的H₂-C1-C5全餾分一起送入一臺分餾塔。對于相同理論板數的分餾塔來說，這樣做需要較大的回流液量和再沸氣量。加之，該分餾塔處于整個(前脫乙烷)分離流程上游，不得不采用較高操作壓力以便為下游過程提供足夠的壓頭。高壓導致的相對揮發度降低，使同樣理論板數的分餾塔需消耗更多能量才能達到預期分離要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種吸收法與分餾法集成的輕烴分離方法，用以將輕烴混合物(H₂-C1-C5)分離為C2^-與C3⁺兩部分(表示為“C2^-/C3⁺分離”)。本發明在前脫乙烷流程中應用以實現C2^-/C3⁺分離，可以收到明顯降低能耗的效果。

為收到上述效果，本發明的吸收法與分餾法集成的碳二/碳三輕烴分離方法包括：

在上游經過多級加壓、冷卻冷凝、氣液分離并脫酸氣、脫水后形成的進料氣和進料液，分別進入碳三吸收塔和脫乙烷塔；

進入碳三吸收塔的進料氣在吸收劑的作用下分離為塔底液和塔頂氣，塔底液為C3⁺和一小部分C2^-，塔頂氣為氫氣、甲烷和大部分C2，所述塔頂氣送到下游系統處理；

碳三吸收塔的塔底液和來自上游的進料液被送入脫乙烷塔，在回流液和再沸氣體的共同作用下分離為塔底液C3⁺和塔頂氣C2^-，所述塔底液C3⁺送到下游系統處理；所述塔頂氣C2^-在冷卻冷凝器中冷卻和部分冷凝，然后在脫乙烷塔回流罐(即氣液分離罐，回流罐是分餾塔通常必備的配套設備，主要作用是留存塔頂餾出物的冷凝液，以便穩定、可控地向分餾塔最上層塔板提供回流。沒有它，大多數分餾塔的回流無法建立。部分冷凝式分餾塔的回流罐也起氣液分離罐的作用)中分為氣液兩相；

脫乙烷塔回流罐中液相的一部分作為吸收劑送至碳三吸收塔，另一部分作為回流液返回脫乙烷塔。

本發明的方法，其中優選所述脫乙烷塔的塔壓為32-36Bar(a)的高壓，所述冷卻冷凝器的冷劑為-38至-42℃的丙烯；或者是，脫乙烷塔的塔壓為22-26Bar(a)的低壓，所述冷卻冷凝器兩臺串聯，第一臺冷卻冷凝器的冷劑為-38至-42℃的丙烯，第二臺冷卻冷凝器的冷劑為-47至-52℃的工藝物流。

所述-47至-52℃的工藝物流是下游某低溫設備的進料；該物流在進料到該低溫設備前流經所述第二臺冷卻冷凝器，為脫乙烷塔頂氣體的冷卻冷凝提供冷量。用下游某設備的進料(該進料的溫度或節流膨脹后的溫度與所需冷劑溫度相符)作為本系統某換熱器的冷劑，這是輕烴深冷分離的常用手法。對于本系統來說，該工藝物流與丙烯、乙烯冷劑一樣，只是可供選擇的一種冷劑。

本發明的方法，其中所述脫乙烷塔回流罐中的氣相物料為不含C3⁺的C2^-餾分，因其流量小且壓力低于碳三吸收塔頂端的C2^-產品流股，故使之循環回到上游進料壓縮機的最末一段壓縮段重新壓縮、進料、回收。進料壓縮機可能為四段或五段壓縮機。氣相物料應回到壓縮機的最末一段。即如果是四段壓縮機，它就應回到第四段入口；如果是五段壓縮機，它就應回到第五段入口。無論回到進料壓縮機的第幾段，其作用都是將這股氣體物料重新升壓。